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科创教育看高中|华师大二附中娄维义:如何培

发布人: 菲律宾申慱sunbet网址 来源: 菲律宾申慱sunbet平台 发布时间: 2021-02-18 15:42

  “国家这么多年之后,教育取得了长足发展,培养了一大批创新人才,但是我们特别缺乏顶尖的创新人才。”在2月13日的世界顶尖科学家论坛(WLF)——“有请校长”节目中,华东师范大学第二附属中学副校长娄维义表示,国家要实现从制造大国向创新型国家的一个转变,产业结构要升级,“我们国家需要创新驱动转型发展,在这过程当中就必然需要更多的顶尖创新人才。”

  为何缺乏创新人才?娄维义认为,从学生的角度来看,“相比较而言,我们的孩子有很多突出的优势,聪明也勤奋,有扎实的理论基础,不怕考试,我们两次参加国际经合组织(OECD)举办的‘国际学生评估项目(PISA)’测试,两次都是第一。”但他同时指出,“我们孩子也有他的缺陷,他们往往在高三选志愿的时候很难选择,进入大学之后发展往往也比较迷茫,不知道往哪里走,另外创新意识比较淡薄,不想创新,不敢创新,也不会创新。”

  从其多年探索来看,他认为,现阶段高中科技创育的关键是找一个“平衡点”,兼顾知识的获取、创新人格的培养和创新能力的培养。“相比较而言,创新人格的培养是最困难的,尤其在早期阶段,这里所说的早期是指相对于研究生和大学来说,我们如果在中学阶段培养不出创新人格,到了后面你想去发展、去培养是比较困难的。”

  娄维义表示,在高中阶段或者中学阶段,要平衡好三个东西:第一是满足孩子升学,第二能够满足孩子的可持续发展,第三希望能够满足国家发展的需要。

  值得一提的是,长期以来,华师大二附中以“追求卓越,培养创造未来的人”为办学。“所谓创造未来的人,就不是适应未来,因为未来一直在变化,所以我们要他们能够创造、能够引领社会的发展,这是我们的育人目标。”娄维义提到,“这样一个目标就需要一个正确的,就是让学生在研究中学习研究、在创新中学会创新,就如同在游泳中才能学会游泳。试图绕开创新、绕开研究,通过题海战术培养研究能力、创新能力常困难的。”

  华师大二附中创建于1958年,1963年被确定为上海市教育局直属重点中学,1978年被确定为上海唯一的一所教育部直属重点高中。现在是国家教育部和上海市教委直属领导、华东师范大学和所在区共建共管的上海市首批实验性示范性高中。

  建校60多年来,华师大二附中一直走在中国基础教育试点的前列,同时也积极反思当前时期教育所面临的难题。“未来教育的趋势,我的理解就是要破解应试教育和素质教育这样一对矛盾。”娄维义认为,新的教育,都是让学生越来越关注跨学科、关注真实问题、发现问题、研究问题,然后培养他们的科技创新素养,实现全面发展。

  娄维义系中学生物特级教师,理学博士,华师大二附中科技教育首席教师、副校长。上海市“中学创育德育实训”主持人,教育部基础教育生物教学指导专家委员会委员。其多年致力于学生创新人格的培育研究,并通过对中学生课题研究的指导,探索创育规律。主持和参与多项省部级教育科研课题。发表多篇创育文章,并著有《基于问题研究的创育》。

  娄维义曾指导近百名同学参加国内外中学生创新大赛取得优异成绩,多名同学入围中国队登上国际舞台,七位同学参加“英特尔国际科学与工程大赛”并获。其荣获“全国十佳优秀科技教师”、“全国优秀科技工作者”。

  “有请校长”则是WLF打造的系列论坛。此前的2020年第三届WLF期间,世界顶尖科学家协会(WLA)上海中心,携手国内千余所顶尖学校,共同发起成立了世界顶尖科学家协会科学教育联盟。校长论坛即是该教育联盟和科学T大会的衍生模式,汇聚全国知名中小学、重点高中校长,育实践者的角度,分享科学教育新和实践经验,探讨未来教育模式发展趋势。

  娄维义:我个人感觉科技创育非常重要,也非常有价值。因为我们国家这么多年之后,教育取得了长足发展,培养了一大批创新人才,但是我们特别缺乏顶尖的创新人才,我们国家要实现从制造大国向创新型国家的一个转变,产业结构要升级,我们需要创新驱动转型发展,在这过程当中就必然需要更多的顶尖创新人才。另外,从国际竞争来看,综合国力的竞争归根到底是创新人才的竞争,尤其是拔尖创新人才的竞争,从这个意义上来讲,科技创育有重要的意义和现实价值。

  第二,从我们孩子角度来看的话,相比较而言,我们的孩子有很多突出的优势,聪明也勤奋,有扎实的理论基础,不怕考试,我们两次参加国际经合组织(OECD)举办的“国际学生评估项目”(PISA)测试,两次都是第一。但是我们孩子也有他的缺陷,他们往往高三选志愿的时候很难选择,进入大学之后发展往往也比较迷茫,不知道往哪里走,另外创新意识比较淡薄,不想创新,不敢创新,也不会创新。所以我们孩子应该讲是有他的问题,这个也恰恰是目前我们缺乏创新人才的症结所在。

  事实上国家在这方面做了大量的工作,不断出文件来调整教育的发展方向,使我们调整到一个正确的轨道上来。像2010年《国家中长期教育发展纲要》就首次提出,高中阶段要探索发现和培养创新人才的径;2010年上海市教委就率先启动了“上海市普通高中学生创新素养培育实验项目”;2019年6月,国务院办公厅又印发了《关于新时代推进普通高中育人方式的指导意见》;2021年1月18日,上海市办公厅印发了《关于本市新时代推进普通高中育人方式的实施意见》;而且之前的2020年的1月14日,教育部又发布了《关于在部分高校开展基础学科招生试点工作的意见》,37所强基计划试点高校在高考方面调整了选拔方式,使我们更多的学生关注国家战略发展的一些基础学科。

  所以总的来讲,我们的教育也好,还有高考的评价方式也好,都是在使我们的教育往一个正确方向走,使我们的孩子能够全面发展,原来叫德智体美全面发展,现在叫做德智体美劳全面发展常有道理的。

  WLF:经您的介绍,我们了解到科创教育的重要性以及国家在这方面的重视程度,那您觉得科创教育的关键在哪里呢?

  娄维义:我觉得关键是找一个平衡点,尽可能兼顾知识的获取、创新人格的培育和创新能力的培养,相比较而言,创新人格的培育是最困难的。尤其在早期阶段,这里所说的早期是指相对于研究生和大学来说,我们如果在中学阶段培养不出创新人格,到了后面你想再去发展、去培养是比较困难的。所以我们想在高中阶段或者中学阶段,要平衡好三个东西,第一就是满足孩子升学,第二能够满足孩子的可持续发展,第三希望能够满足国家发展的需要。

  娄维义:我们学校育人目标是“追求卓越,培养创造未来的人”,所谓创造未来的人就不是适应未来,因为未来一直在变化,所以我们要他们能够创造、能够引领社会的发展,这是我们的目标。这样一个目标就需要一个正确的,让学生在研究中学习研究、在创新中学会创新,就如同在游泳中才能学会游泳。试图绕开创新、绕开研究,通过题海战术培养研究能力、创新能力常困难的。

  WLF:我觉得您说得非常对,在研究中学习研究、在创新中学会创新,所以在华师大二附中,关于科技创育的具体实践是什么样的?

  娄维义:我们的实践应该说走得比较早,在上世纪90年代的时候,我们有全国理科班,就开始启动小课题研究。从那个时候的何晓文校长到后来的戴立益校长,再到现任的李志聪校长,他们都特别研究性学习,创育,所以在他们的鼓励下,我们一批老师都在探索科创教育这件事情。

  我们首先探索了“六个百分之百”这样一个育人模式,后来扩展到“N个百分百”,第一个百分百就是要100%的学生参与“小课题研究”。后来到了2008年,我们又启动了科技创新实验班,通过这样一个建制探索创新人才的早期培养,科技创新实验班已经经历十二届,这个做法越来越成熟,后来我们就建立了一个创新人才早期培养的支持系统。因为在操作过程当中,我们发现这是一个复杂的系统,要想每个学生都能够做课题、能够落地,它需要整合资源,需要调整整个学校的做法,所以构建了这样一个支持系统。

  WLF:刚才您说到,其实学校经过几代校长、几代老师的努力,同时也是经过了挺长的一段时间的探索,这样的一个实践它得到的成效是什么样的?

  娄维义:我觉得成效还常让我们欣慰的。首先最受益的是学生,然后老师也得到同步发展,我们学校也得到了发展。

  通过数据来讲的线多年来,我们学生已经做了6000多个小课题研究,连续20年入围国家队,代表中国参加“英特尔国际科学与工程大赛(Intel ISEF)”,而且频频获,其中有4位同学因他们的突出表现还获得国际天文学会小命名资格。另外有137个项目入围了全国的最主流大赛,包括全国青少年科技创新大赛,还有全国明天小小科学家比赛,在全国大赛当中有4位同学获得了“中国科协”,也是最高。

  我觉得这些不重要,大赛只是一个展示交流的舞台,更加重要的是孩子们综合素质的提升。综合素质提升它表现在几个方面:第一,是他们的发展方向逐渐明晰;第二,他们社会责任感逐渐提升;第三,孩子们的创新潜质得以发现和发展,用两个词来表达的话,就是培养了“四个性、三个力”,“四个性”是发现问题的性、解决问题的科学性、从事研究的自觉性和沟通表达的艺术性;“三个力”就是思考力、执行力和表达力。因为做课题也要首先去设计、要选题,做的过程当中要实施、要有执行能力,另外做完了之后,还要分享他的研究,所以提高了他的表达能力。通过这样一个做法,能够培养学生的思考力、执行力、表达力,也就是能想、能做、还能说,这个是我们最关注的。虽然很多孩子做课题过程当中,可能并没有取得一个结果,或者是遇到很多困难,或者说课题做不下去,但是他的综合素质提高上来了。

  首先是学生的成长,另外我们老师也是同步成长。因为在面对问题的时候,我们老师跟学生在同一个起跑线上,同样对问题的答案是未知的。所以我们在一起研究、一起探索、一起研讨的过程当中,老师在知识结构上也有了突破,另外在研究能力上也有了提升。另外我们这些老师在一些展示舞台上得到认可,比如说我们有2位老师获得全国十佳优秀科技教师,还有5位老师获得上海市优秀科技教师,这是老师的成长。

  另外对我们学校来讲的话也是得到了发展。学校的一个特色项目变成学校特色,另外2010年华师大二附中还获得了全国首批“全国科技教育创新十佳学校”这样一个荣誉称号,得到了中国科协的认同和表彰。

  WLF:刚才您提到的学校的支持系统,我觉得在听了您介绍这一系列的成效之后,想请您给我们具体的介绍一下这个支持系统?

  娄维义:好的。如果一个学生做研究可能相对比较容易,但如果是一批孩子、一个班或者整个学校来做研究,每个学生都有项目的话,这是一个庞大的工程。

  简单概述的线个要素。策略很简单,就是在研究中学研究、在创新中学创新,这常朴素的一个道理。那么在这个策略下,我们有2个渠道来实现创新人才的培养,一个是通过项目研究,另一个是通过模拟研究。所谓的项目研究就像游泳,直接到水里面去游;所谓模拟研究相当于带着游泳圈去游。项目研究就是在发现真实问题、研究问题,最后去撰写论文这样一个过程。另外在课堂教学当中,我们把问题提出来,我们不是直接告诉孩子答案,而是设计一个情境,然后跟孩子们一起提出假设、设计实验,最后得出结果、推出结论。这样获取知识的一个研究过程跟科学家的研究过程是相似的,只不过这个问题已经是有答案的,这样一个研究过程我们称之为模拟研究。这2个渠道实际上它每一个操作过程当中,它都包含了3个环节。

  娄维义:这3个环节首先是发现问题,其次是研究问题,然后是引出新问题。尤其在课堂教学当中,可能大家更多的关注是学会了没有,而我们更加强调的是你还有没有什么新的问题?因为引出新的问题才能更好地培养学生的问题意识,培养学生的一种社会担当,这样的话课堂教学成为我们培养创新人才的一个非常好的径。因为孩子们的时间、空间还是在课堂,所以我觉得它一定是一个主渠道。但是从效果上来讲的话,项目研究是一个重要渠道,因为它就相当于直接到水里面游泳,可能要比戴着游泳圈要学得更快、来得更真实。

  娄维义:第一个要素就是师资团队。因为所有的要素当中,人的要素是最重要的,是最活跃的。我们每个学生要学会研究,首先我们的老师要会指导研究,老师还要开发课程,那么在学生发现问题、研究问题、实验设计等过程当中,要给予很好的指导。所以应该首先让老师在培训当中提高他们的研究能力,我们学校有我们的想法,我们尽可能培养自己的老师,当然也可以求助一些科学家来帮助我们,但是我们自己的团队首先培养起来,实现“造血功能”,才能使我们整个创育得到可持续发展。所以在这个工作上我们也做大量的探索,在教育团队培养方面也有很多措施。

  第二个要素就是我们的课程。所谓的课程就是让学生在做研究之前学会研究,课程分为三个板块,第一个板块叫“走近科学”,靠近的“近”。走近科学就是让我们的学生零距离接触科学家、接触企业家,让他们去感受科学家、企业家的魅力,让他们通过学习、通过他们的报告、参观考察实验室、参观考察企业,激活他们的兴趣,然后激发他们的求知、研究。有这样一个课程之后,我们再进入第二板块,就是“走进科学”,进入的“进”。走进科学就是让学生学会研究,我们通过科学家的案例,还有我们以往学长的案例,让他们学会查文献、学会制定方案、学会撰写论文。那么第三个板块我们叫做“走进科研”,就是我们每个同学有个性化的课题,让他们关注生活、关注自然,然后发现问题、研究问题。

  第三个要素是创新实验室。大家知道,做研究如果用常规实验室也能做,但是往往它的指标可能没有那么科学,没有那么精准,所以我们要建立一系列创新实验室,满足学生不同方向的发展、不同方向的研究领域,我们学校也建立了20多个创新实验室。

  第四个要素是制度建设。制度建设实际上是为了保障我们创育能够运行下去,包括学生和老师,包括课程的时间、空间的打造,还有我们实验室的管理等等,都是为了使创育能够有效落地。

  第五个要素是平台。因为学生选了课题、做了课题,最后要有一个展示的舞台,要有一个分享、交流的平台,所以平台的打造很重要。我们很多孩子其实他能够参加一些上海市的比赛、全国比赛乃至国际比赛,但是还有很多孩子他没有这个机会,因此我们学校又组织了一个“创意·创新·创造”大赛,简称“三创”大赛。这个“三创”大赛已经举办到第11年了,2020年是第11年,这个大赛让每个孩子都有机会来展示他的课题,如果有想法、有方案我们叫它“创意大赛”,如果有论文出来了我们叫它“创新大赛”,如果你有作品出来了我们叫它“创造大赛”。

  我们整个研究这样一个流程能够走完,能使我们的学生三个方面都得到培养,就是思考力、执行力和表达力。

  WLF:其实刚才您说的有一点我还是挺好奇的,一直有一个问号,所以现在我想问您一下,您说孩子会花时间来做一些课题,来做一些科技创新的研究,甚至会参加一些比赛,我们想象一下要花挺多的时间,同时会占用其他学业学习的时间,但是反而他们的学习成绩是提高的,这其中是什么样的原因呢?

  娄维义:这个问题我是这么理解的,我们看了这么多同学,培养了这么多孩子,他们的成绩其实都是有大幅度提升的,学生花了时间反倒成绩得到了提高,这是为什么呢?我感觉基于这么四点。

  第一,它是一种高端引领。做研究我们对他的要求是希望他成为创新人才,而不是仅仅一个适应社会的人才,是让孩子找到未来发展的兴趣所在,要成全他,实现他的生命价值。这样一种价值引领对孩子要求高了,他心气就高了,这样的话他的学习状态是不一样的,这是第一点。

  第二,他的动力也升级了。学习的动力无外乎就是外力和内力,我们更多的孩子通过这种升学的要求、分数的要求、排名的要求,他要学习,这是一种外力驱动。而通过研究来实现自身价值,让他找到自己的未来,通过这样一种引领,事实上它是一个动力系统的升级,由外驱变成内驱。内驱力和外区力双力驱动,自然它的效果就比较好。

  第三,学生在研究当中获得的是一种深度体验。它跟一般的学习、应试不太一样,传统应试就是记忆和理解,研究的过程中,他不仅仅要去查文献、要去甄别判断,还要去推理和动手,是能力的全方位提升。这种能力提升了,一定是会比传统的学习和应试能力水平要高,能力要强,所以会提高学习的效果。

  第四,是学习方式的改变。传统的学习包括加深、加快、加难,我们不断地超前学习,但都是输入,而研究它是一个输出的过程,因为要发现问题、研究问题,学生要利用以往的知识来解决现在的问题。这个输出过程就带动了输入,也就是说他为什么学语文?因为他一定要表达思想;为什么要学英语?因为他要去查文献;为什么要学数理化?因为它是研究的工具。所以在这几个方面孩子们得到了提升,成绩得到了提高,升学也会有比较好的结果。

  也就是说,首先对于学校来讲还是要求眼前的升学,最理想的做法就是让孩子同时能够找到未来,能够实现他的可持续发展。所谓的可持续发展就是找到自己喜欢的领域,然后有创造力去做,实现他的人生价值。当然国家各个领域都需要这种创新型人才,这也就满足了国家发展需求。

  WLF:对,其实您提到可持续性现在是一个非常热的词,的确也常重要,我们也看见教育也一定是在持续发展的,所以未来教育和科技创育两者如何更好的吻合?

  :未来教育的趋势,我的理解就是在破解应试教育和素质教育这样一对矛盾。新的教育,从小课题研究开始,到后来STEM、STEAM教育、创客教育、项目化学习,包括最近的新课程材(简称“双新”)的推开,以及新高考评价方式的,都是让我们孩子越来越关注跨学科、关注真实问题、发现问题、研究问题,然后培养他们的科技创新素养,实现我们孩子的全面发展。

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